【正文】 子技術(shù)的影響，不斷發(fā)展變化。目前在研制高精度、高性能、多功能的測量控制儀表時(shí)，幾乎沒有不考慮采用單片機(jī)使之成為智能儀表的。 溫度檢測儀表的現(xiàn)狀傳統(tǒng)的機(jī)械式檢測儀表在工礦企業(yè)之中已經(jīng)有上百年的歷史了。 Strain wave enlarges。4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的關(guān)鍵227第四章 計(jì)算與軟件實(shí)現(xiàn)16 信號(hào)放大及濾波電路在硬件上我們采用熱電阻和熱電偶結(jié)合使用的方式，通過三線制接法和熱電偶的冷端補(bǔ)償，并經(jīng)過濾波和放大處理，在經(jīng)過多路的選擇之后進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過單片機(jī)處理并在LED上顯示。溫度檢測儀表作為溫度計(jì)量工具，因此也得到廣泛應(yīng)用。我國的單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用始于80年代，在這20 年中單片機(jī)應(yīng)用縱向發(fā)展，技術(shù)日益成熟。編制完善的監(jiān)控程序的某些模塊，能夠取代某些硬件電路的功能。 課題的提出測量是運(yùn)用專門的工具，根據(jù)物理、化學(xué)、生物等原理，通過試驗(yàn)和計(jì)算找到被測量的量值。 這些領(lǐng)域的測量具有本身獨(dú)特的特點(diǎn)，例如在供暖網(wǎng)的系統(tǒng)中，它存在如下特點(diǎn)：（1）作用半徑大，測點(diǎn)分散。另外一些別的專業(yè)的科學(xué)試驗(yàn)中，溫度也是非常重要的一個(gè)測量參數(shù)。2．在測量范圍內(nèi)可以正常顯示。在本系統(tǒng)中CPU在溫度采集和處理時(shí)，主要是對(duì)溫度值進(jìn)行巡回檢測、數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和整理。根據(jù)以上要求，硬件電路有以下幾個(gè)方案可供選擇。同上方案相比有明顯的優(yōu)勢和廣泛的開發(fā)前景。發(fā)光二極管LED是智能化測量控制儀表中簡單而常用的輸出設(shè)備，通常用來指示機(jī)器的狀態(tài)或其他信息。 鍵盤是一組按鍵的組合，它的主要作用是控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)以及向系統(tǒng)中輸入數(shù)據(jù)和命令，有編碼式鍵盤和非編碼式鍵盤兩類。第二， 為保證本系統(tǒng)高可靠性的運(yùn)行，儀器本身要具備很強(qiáng)的抗干擾能力，為此應(yīng)在硬件及軟件設(shè)計(jì)上引入各種抗干擾措施。 溫度巡檢儀的硬件構(gòu)成目前國內(nèi)市場上可供選擇的單片機(jī)的類型有很多種，以MCS－5MCS96為主流系列。熱電阻是由電阻體、絕緣套管和接線盒等主要部分組成的。0。(℃+6t) 340℃～650℃時(shí)，△t=177。采用三線制、四線制可消除連接引線過長而引起的誤差。 圖3－3 熱電阻的三線制接法RR5和R6為導(dǎo)線電阻。 3－4 熱電偶的工作原理熱電動(dòng)勢由兩部分組成：接觸電動(dòng)勢和溫差電動(dòng)勢。為了使熱電偶與被測溫度間呈單值函數(shù)關(guān)系，需把冷端恒溫或用下述幾種方法來處理：1． 補(bǔ)償導(dǎo)線 為使熱電偶冷端保持恒定（最好為0℃）：通常做法是用一種導(dǎo)線（稱補(bǔ)償導(dǎo)線）將熱電偶冷端延伸出來（見圖3－6） 圖3－5 補(bǔ)償導(dǎo)線在測溫回路中的連接這種導(dǎo)線使在溫度范圍內(nèi)（0～100℃）具有和所連接的熱電偶相同的熱電性能。此種方法非常簡單，再整個(gè)測量系統(tǒng)中，只需要測量出一個(gè)熱端溫度，就可以完成對(duì)熱電偶的冷端補(bǔ)償。通常，和A2～A0信號(hào)由接在CPU數(shù)據(jù)總線上的一個(gè)鎖存器提供，這樣就可以用輸出指令實(shí)現(xiàn)通道選擇。下圖為AD0809的定時(shí)圖 （圖3－9）圖3－8 AD0809的時(shí)序圖對(duì)指定的通道采集一個(gè)數(shù)據(jù)的過程如下：1． 選擇當(dāng)前轉(zhuǎn)換的通道，即將通道號(hào)送到A0、A和A2的引腳上。 電源部分直流電源是電子設(shè)備中供給能量的部分，因此是不可缺少的部分。W7805輸出+5V的電壓。具體來說，我電阻我采用的是鉑電阻。 4－5鉑熱電阻在溫度變化一度時(shí)，、為了簡化處理，當(dāng)溫度變化一度時(shí)，誤差經(jīng)過計(jì)算： = 4－6經(jīng)過放大器放大之后：27= 4－7 的精度19mV。a。 ADC0809_Start=0。a。 ADC0809_Start=0。 /**選擇測量點(diǎn)**/ CD4051_S=0。 ADC0809_OE=0。 }/***********************冷端補(bǔ)償及顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換***********************/ void Code_Data_TR(void){ unsigned int a,b,c。 Display[2]=Display_Num[e/100+3]。 /**測量的溫度的點(diǎn)的寄存器**/ unsigned char Display_Point=0。 sbit CD4051_S=P3^3。 TMOD=0x3O。 P3=P3amp。 Reg_Temperature=ADC0809_Data。a。 ADC0809_Start=0。 /**選擇測量點(diǎn)**/ CD4051_S=0。 ADC0809_OE=0。 /**算出有幾度**/ Display[0]=Display_Num[Test_Point/10]。 Display[1]=Display_Num[Test_Point%10]。 P0=Display[Display_Point]。j++) /**10秒顯示時(shí)間**/ { if (Key_Up==0) { Test_Point++。 /**讀熱電偶的數(shù)值**/ AD590_Read()。首先，由于采用傳統(tǒng)的傳感器技術(shù)，使得整個(gè)系統(tǒng)顯得有些復(fù)雜，安裝調(diào)試有一定的困難。 參考文獻(xiàn)1．《傳感器與傳感器技術(shù)》 何道清 著2．《檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)》 常鍵生 石要武 常瑞 著3．《計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)與研究》 李正軍 著4．《單片微型計(jì)算機(jī)》 李 勛 林廣艷 盧景山 著 5．《微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)》 吳秀清 周菏琴 著 6．《微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》 于海生 著7《穩(wěn)定電源電路設(shè)計(jì)手冊》 曲學(xué)基 王增福 曲敬鎧 著8《電路》 邱關(guān)源 著 9《過程控制工程》 邵裕森 戴先中 著10《電力電子技術(shù)模擬部分》。辭謝首先要衷心感謝的是我可敬可親的導(dǎo)師王建平老師！王老師淵博的知識(shí)，扎實(shí)的實(shí)踐能力，讓我由衷的欽佩！他在學(xué)習(xí)和科研方面給了我大量的指導(dǎo)，并為我們提供了良好的科研環(huán)境，讓我學(xué)到了知識(shí)，掌握了科研的方法，也獲得了實(shí)踐鍛煉的機(jī)會(huì)。 /**進(jìn)行冷端補(bǔ)償并進(jìn)行顯示的寄存器的寫入**/ Test_Point=Test_Point+0x08。 } if(Key_Down==0) { Test_Point。 Initial()。 Display[3]=Display_Num[(e%100)/10]。 Display[2]=Display_Num[e/100+3]。 }/************************冷端補(bǔ)償及顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換***********************/ void Code_Data_TR(void){ unsigned int a,b,c。 ADC0809_B=1。 CD4051_S=1。 ADC0809_A=0。 ADC0809_OE=0。 /**選擇測量點(diǎn)**/ CD4051_S=0。 TL1=0x90。 sbit ADC0809_A=P2^6。 /**顯示轉(zhuǎn)換即09的LED碼**/ bit flage=0。 Display[4]=Display_Num[(e%100)%10]。 a=War_Temperature*50。 }/***************************************************************/ bit Check_Tem(void){ unsigned int a,b,c。 ADC0809_B=1。 CD4051_S=1。 ADC0809_A=0。 CD4051_S=1。 ADC0809_A=0。 4－9所以可以證明在200度的溫度變化范圍內(nèi)，而且也不會(huì)產(chǎn)生累計(jì)誤差。 選用鉑電阻作為電阻傳感器的另一個(gè)重要原因是因?yàn)樵?00－300℃的范圍內(nèi)，鉑電阻具有其他電阻無可比擬的優(yōu)點(diǎn)：電阻變化與溫度幾乎程線性，下圖所示的是根據(jù)鉑熱電阻在200－300度的范圍內(nèi)分度表所畫出的刻度圖：圖 4－1 熱電阻在100－300溫度范圍內(nèi)的分度刻度表 由上圖可見，電阻與溫度是程線性的，所以在軟件的程序之中，200度的范圍內(nèi)可以不進(jìn)行線性化處理。當(dāng)輸入遠(yuǎn)離整流濾波電路時(shí)，需外接電容C2，用以減少波紋電壓；C3用以改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)。本系統(tǒng)采用了由交流電經(jīng)變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓而形成的直流電源。可以通過執(zhí)行OUT指令產(chǎn)生負(fù)脈沖，經(jīng)反相后形成正脈沖，也可由定時(shí)電路或可編程定時(shí)器提供啟動(dòng)脈沖。8個(gè)I/O引腳I/00～I(xiàn)/O7可以作為輸入端，這時(shí)O/I引腳便作為輸出端，開關(guān)實(shí)現(xiàn)8到1的選擇功能。 多路模擬開關(guān)用來切換模擬信號(hào)。必須指出，只有當(dāng)新移接點(diǎn)處的冷端溫度恒定或配用的儀表本身具有冷端溫度自動(dòng)補(bǔ)償裝置時(shí)，應(yīng)用補(bǔ)償導(dǎo)線才又意義。其大小取決于兩種導(dǎo)體的性質(zhì)和接觸電阻的溫度。 V=I1 (R4+Rt) + (I1+I2)R6=I(r+Rt)+(I+I)=IRt+3Ir 39 V=I2 (R1+R5) + (I1+I2) R6=I (R1+r) + (I+I) r=IR